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Acido 1-dibenzofuranilboronicoè un composto organico appartenente ai derivati dell'acido boronico, con strutture ad anello furanico e benzenico. Questo composto ha una vasta gamma di applicazioni nella sintesi organica, in particolare nella costruzione di molecole organiche complesse e molecole farmaceutiche. È specificamente composto da un anello furanico (un anello eterociclico a cinque membri contenente ossigeno-) fuso con due anelli benzenici, con un gruppo acido boronico (- B (OH) 2) attaccato alla prima posizione dell'anello furanico. L'aspetto è solitamente un solido bianco o giallo chiaro con scarsa solubilità in acqua, ma solubile in solventi organici come diclorometano, etere, ecc. I gruppi dell'acido borico hanno una certa acidità e possono reagire con le basi per formare corrispondenti borati. Possono partecipare a varie reazioni organiche, come la reazione di Suzuki, la reazione di Heck, ecc., e vengono utilizzati per costruire legami C-C.
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Formula chimica |
C12H9BO3 |
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Messa esatta |
212 |
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Peso Molecolare |
212 |
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m/z |
212 (100.0%), 211 (24.8%), 213 (9.7%), 213 (3.2%), 212 (3.2%) |
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Analisi elementare |
C, 67.98; H, 4.28; B, 5.10; O, 22.64 |
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Batterie agli ioni di litio
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Le batterie agli ioni di litio, in quanto importante tecnologia di accumulo dell’energia, hanno una vasta gamma di applicazioni in campi come i veicoli elettrici e i dispositivi mobili. Potrebbe servire come nuovo materiale per elettrodi o additivo elettrolitico per la preparazione di batterie agli ioni di litio-. Ottimizzando la struttura molecolare e le proprietà elettrochimiche, è possibile migliorare la densità energetica, la stabilità del ciclo e la sicurezza delle batterie agli ioni di litio-, promuovendo ulteriormente lo sviluppo di veicoli elettrici e di energia rinnovabile.
Energia dell'idrogeno
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Nel campo dell'energia dell'idrogeno, può servire come efficace catalizzatore o materiale elettrolitico per la preparazione, lo stoccaggio e la conversione del gas idrogeno. Combinando o modificando con altri materiali, la sua attività catalitica e stabilità possono essere ulteriormente migliorate, fornendo una nuova base materiale per l'applicazione dell'energia dell'idrogeno.
Preparazione di nanomateriali
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Come precursore o modello per la preparazione di nanomateriali, è possibile ottenere nanomateriali con morfologia e proprietà specifiche attraverso metodi di sintesi specifici. Questi nanomateriali hanno ampie prospettive di applicazione in campi quali la catalisi, il rilevamento e lo stoccaggio di energia.
Chimica supramolecolare e autoassemblaggio
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Nel campo della chimica supramolecolare e dell'auto{0}}assemblaggio, può fungere da elemento costitutivo efficace o unità di auto{1}}assemblaggio per preparare sistemi supramolecolari con strutture e funzioni specifiche. Attraverso il processo di auto-assemblaggio è possibile ottenere aggregati molecolari con strutture e funzioni complesse, fornendo nuove direzioni di ricerca per campi come la scienza dei materiali e la biomedicina.
Analisi e test
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Potrebbe anche svolgere un ruolo importante nella chimica analitica e nelle tecniche di rilevamento. Grazie alla sua struttura chimica e alle sue proprietà uniche, può essere utilizzato come sonda chimica o marcatore specifico per rilevare e analizzare composti target in campioni complessi. Ad esempio, nel monitoraggio ambientale, è possibile sviluppare metodi di rilevamento ad alta-sensibilità utilizzando la sua reazione specifica con determinati inquinanti. In campo biomedico si può esplorare anche il suo potenziale come biomarcatore per la diagnosi delle malattie e il monitoraggio del trattamento.
In termini di progettazione e ottimizzazione del catalizzatore, può servire come nuovo ligando catalitico o unità strutturale per la costruzione di catalizzatori con elevate prestazioni catalitiche.
Informazioni sull'energia dell'idrogeno
L’energia dell’idrogeno, spesso definita energia dell’idrogeno, rappresenta una forma di energia pulita e sostenibile con un immenso potenziale per rivoluzionare il panorama energetico globale. Implica l’uso dell’idrogeno come fonte di combustibile, principalmente attraverso celle a combustibile a idrogeno che convertono idrogeno e ossigeno in elettricità, producendo solo acqua come sottoprodotto. Questo processo è-privo di emissioni e contribuisce in modo significativo alla riduzione dei gas serra e dell'inquinamento atmosferico.
La produzione di idrogeno può essere ottenuta attraverso vari metodi, tra cui lo steam reforming del gas naturale, l’elettrolisi dell’acqua utilizzando energia rinnovabile e processi avanzati come la decomposizione termochimica. Sebbene lo steam reforming sia attualmente il metodo più comune, si basa sui combustibili fossili e quindi non è del tutto ecologico. L’elettrolisi alimentata da fonti rinnovabili come l’eolico e il solare, tuttavia, offre un percorso per produrre idrogeno “verde”.
La versatilità dell'idrogeno lo rende adatto a un'ampia gamma di applicazioni, dai trasporti, dove i veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) promettono lunghe autonomie e tempi di rifornimento rapidi, ai processi industriali e come mezzo di stoccaggio per l'energia rinnovabile in eccesso. Inoltre, l’idrogeno può fungere da fonte di energia di riserva per le infrastrutture critiche, migliorando la sicurezza energetica.
Nonostante i suoi vantaggi, l’adozione diffusa dell’energia dell’idrogeno deve affrontare sfide quali elevati costi di produzione, infrastrutture limitate per lo stoccaggio e la distribuzione dell’idrogeno e problemi di sicurezza associati alla sua gestione. La ricerca continua e i progressi tecnologici, insieme a politiche e investimenti di sostegno, sono fondamentali per superare queste barriere e sbloccare il pieno potenziale dell'idrogeno come fattore chiave per un futuro a basse- emissioni di carbonio.
Trasporti
L’energia dell’idrogeno ha trovato applicazioni relativamente mature nel settore dei trasporti, che comprende strade, ferrovie, aviazione e spedizioni.
1)Trasporto stradale: I veicoli a celle a combustibile a idrogeno rappresentano un'applicazione primaria dell'energia dell'idrogeno nei trasporti. Utilizzano membrane e catalizzatori a scambio protonico per facilitare una reazione elettrochimica tra idrogeno e ossigeno, generando elettricità e acqua. Questa elettricità alimenta i motori elettrici per far avanzare il veicolo. Rispetto ai veicoli elettrici puri e ai veicoli a combustibile tradizionali, i veicoli a celle a combustibile a idrogeno offrono minori emissioni di gas serra, tempi di rifornimento più brevi e autonomie più elevate, rendendoli più adatti al trasporto di carichi-medi e lunghi-a lunga distanza.
2)Trasporto ferroviario: L’energia dell’idrogeno può essere combinata con le celle a combustibile per formare un sistema di alimentazione, sostituendo i tradizionali motori diesel nei treni. I treni alimentati a idrogeno-offrono zero emissioni, sostenibilità ed elevata efficienza operativa.
3)Aviazione: L'idrogeno può ridurre la dipendenza dell'industria aeronautica dal petrolio greggio e ridurre le emissioni di gas serra e nocivi. Celle a combustibile a idrogeno o motori a combustione di idrogeno possono essere utilizzati per fornire energia agli aerei.
4)Spedizione: Le navi alimentate a idrogeno-che utilizzano la tecnologia delle celle a combustibile possono soddisfare la domanda futura di mercati del trasporto marittimo ecologico, con ampie prospettive di applicazione. La tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno può elettrificare la navigazione interna e costiera, mentre nuovi combustibili come i biocarburanti o l'ammoniaca sintetizzata con-idrogeno a zero emissioni di carbonio-possono raggiungere la decarbonizzazione della navigazione marittima.
Applicazioni industriali
L'idrogeno è un'importante materia prima industriale ed è ampiamente utilizzato nell'ammoniaca sintetica, nella produzione di metanolo, nei prodotti petrolchimici e nella metallurgia.
Industria chimica: L'idrogeno è una materia prima fondamentale per la sintesi di ammoniaca e metanolo. È anche ampiamente utilizzato nella desolforazione di nafta, diesel grezzo, olio combustibile e olio pesante, nonché nella raffinazione del petrolio, nel cracking catalitico e nella raffinazione mediante idrogenazione di idrocarburi insaturi per migliorare la qualità del petrolio.
**Industria metallurgica**: l'idrogeno può essere utilizzato come agente riducente e gas protettivo nella produzione e nella lavorazione di metalli non-ferrosi come tungsteno, molibdeno e titanio. Viene anche utilizzato come gas protettivo nella produzione di lamiere di acciaio al silicio, materiali magnetici e leghe magnetiche per migliorare le proprietà magnetiche e la stabilità.
Generazione di energia
L'energia dell'idrogeno può essere utilizzata per la produzione di energia, lo stoccaggio di energia, la trasmissione su lunghe- distanze e la fornitura di elettricità. L'idrogeno può essere convertito in elettricità tramite centrali elettriche-alimentate a idrogeno, pannelli solari o celle a combustibile. La generazione di energia basata sull'idrogeno- può risolvere problemi quali il peak shaving e il riempimento degli avvallamenti nelle reti elettriche, la connessione stabile alla rete di energia rinnovabile e migliorare la stabilità, la sicurezza e la flessibilità dei sistemi energetici riducendo significativamente le emissioni di carbonio.
Settore Edilizia
La domanda di energia nel settore edile riguarda principalmente il riscaldamento (riscaldamento degli ambienti) e la fornitura di acqua calda. Il riscaldamento tradizionale si basa sulla combustione di combustibili fossili come carbone e gas naturale. L'utilizzo dell'energia basata sull'idrogeno-come principale vettore energetico per gli edifici può promuovere efficacemente uno sviluppo verde e a basse-carbonio in questo settore. Le applicazioni dell'energia basata sull'idrogeno-nel settore edilizio includono la miscelazione dell'idrogeno nei gasdotti di gas naturale e nei sistemi combinati di calore ed elettricità.
● Acido 1-Dibenzofuranilboronico, noto anche come acido dibenzofuran-1-ilboronico, è un composto organico appartenente alla classe degli acidi arilboronici. Presenta una struttura unica in cui un gruppo di acido boronico (-B(OH)₂) è attaccato alla posizione 1 di un'impalcatura di dibenzofurano. Il dibenzofurano stesso è un sistema ad anelli aromatici fusi costituito da due anelli benzenici collegati tramite un anello furanico condiviso, che conferisce proprietà chimiche e fisiche uniche alla molecola.
● L'introduzione della porzione di acido boronico consente una piattaforma versatile nella chimica sintetica, in particolare nelle reazioni di accoppiamento incrociato Suzuki-Miyaura-. Queste reazioni sono ampiamente utilizzate nella sintesi di molecole organiche complesse, prodotti farmaceutici e nella scienza dei materiali grazie alla loro elevata efficienza e alle condizioni di reazione blande. La presenza del gruppo dell'acido boronico facilita la formazione di legami carbonio-con alogenuri arilici o alchenilici sotto catalisi del palladio, consentendo la costruzione di diversi derivati del dibenzofurano.
● Oltre alle sue applicazioni sintetiche, l'acido 1-dibenzofuranilboronico può anche esibire attività biologiche specifiche o fungere da elemento costitutivo per lo sviluppo di nuovi composti bioattivi. La sua natura aromatica e l'incorporazione della funzionalità dell'acido boronico potrebbero potenzialmente portare a interazioni con macromolecole biologiche, rendendolo oggetto di interesse nella chimica farmaceutica.
Nel complesso, l'acido 1-dibenzofuranilboronico rappresenta un prezioso intermedio nella sintesi organica, offrendo un'ampia gamma di opportunità per la creazione di nuove molecole con potenziali applicazioni nel settore farmaceutico, nella scienza dei materiali e altro ancora.
Analisi di stabilità
Stabilità chimica
L'acido 1-dibenzofuranilboronico mostra una buona stabilità chimica in condizioni normali, ma è opportuno tenere presente i seguenti fattori chiave:
Sensibilità agli ossidanti: il gruppo dell'acido boronico (-B(OH)₂) tende a reagire con forti ossidanti (come permanganato di potassio e perossido di idrogeno), provocando danni strutturali. È necessario evitare la coesistenza con sostanze ossidanti nell'esperimento.
Stabilità agli acidi e alle basi: in ambienti acidi o alcalini, il gruppo dell'acido boronico può subire reazioni di idrolisi o di rimozione del boro. Ad esempio, in condizioni di forte acidità, l'acido boronico può convertirsi in anidride borata (B₂O₃), influenzando la purezza del composto.
Temperature influence: Long-term high-temperature storage (>50 gradi) può portare a una decomposizione parziale, generando sottoprodotti-come dibenzofurano o derivati dell'acido boronico. Si consiglia di conservare a una temperatura di 2-8 gradi per ritardare la degradazione.
Stabilità fisica
Aspetto e forma: il composto è solitamente una polvere da bianca a biancastra-con forte igroscopicità. L'esposizione all'aria umida è soggetta ad agglomerazione e deve essere sigillata per la conservazione.
Solubilità: facilmente solubile in solventi organici polari (come metanolo, etanolo, dimetilformammide), leggermente solubile in acqua. Dopo la dissoluzione, deve essere utilizzato tempestivamente per evitare la decomposizione dell'acqua per un lungo periodo.
Ottimizzazione delle condizioni di conservazione
Protezione da gas inerte: si consiglia di conservare in un'atmosfera di azoto o argon per ridurre il rischio di ossidazione.
Protezione dalla luce: l'esposizione alla luce può scatenare reazioni foto-sensibili, quindi utilizza una bottiglia marrone o avvolgi il contenitore con un foglio di alluminio.
Diluizione e sigillatura: dopo aver aperto la confezione grande, diluirla immediatamente per evitare campionamenti ripetuti, che potrebbero causare assorbimento di umidità o contaminazione.
Analisi della sicurezza
Pericoli per la salute
Tossicità acuta:
Oral (H302): Animal experiments show that the LD₅₀ for rats is >2000 mg/kg, che è una sostanza a bassa-tossicità. Tuttavia, l'ingestione accidentale può comunque causare irritazione gastrointestinale (come nausea, vomito).
Contatto con la pelle (H315): Può causare irritazione cutanea da lieve a moderata, manifestata come arrossamento o prurito.
Contatto con gli occhi (H319): può causare grave irritazione agli occhi, richiedendo un lavaggio immediato con grandi quantità di acqua e la consultazione di un medico.
Inalazione (H335): L'inalazione di polvere può causare irritazione respiratoria, che si manifesta con tosse o difficoltà respiratorie.
Tossicità cronica: attualmente non sono disponibili dati sulla cancerogenicità, teratogenicità o tossicità riproduttiva dell'esposizione a lungo termine. Tuttavia, si consiglia di evitare il contatto-con la pelle a lungo termine o l'inalazione di polvere.
Pericoli ambientali
Tossicità ecologica: dati limitati sulla tossicità per gli organismi acquatici (come pesci, alghe). I composti dell'acido boronico possono avere potenziali impatti sugli ecosistemi acquatici. I rifiuti dovrebbero essere trattati come sostanze chimiche pericolose per evitare lo scarico diretto.
Biodegradabilità: lenta degradazione negli ambienti naturali, che può accumularsi attraverso la catena alimentare. È necessario un controllo rigoroso delle emissioni.
Procedure operative di sicurezza
Dispositivi di protezione individuale (DPI):
Durante le operazioni sperimentali, indossare guanti resistenti alla corrosione chimica (come guanti di gomma nitrilica), occhiali protettivi e un respiratore.
Indossare indumenti da laboratorio per evitare il contatto diretto con la pelle.
Requisiti di ventilazione: Operare sotto una cappa aspirante o in un sistema sigillato per evitare la dispersione di polvere.
Gestione delle emergenze:
Contatto con la pelle: Sciacquare immediatamente con abbondante acqua per almeno 15 minuti. Se necessario, rivolgersi al medico.
Contatto con gli occhi: aprire le palpebre e sciacquare con acqua corrente per almeno 15 minuti e consultare un medico.
Gestione delle perdite: assorbire il materiale fuoriuscito con materiali inerti (come sabbia) per evitare la generazione di polvere. Raccoglierlo e smaltirlo come rifiuto pericoloso.
Normative ed etichette
Classificazione GHS:
Avvertenza: attenzione
Indicazione di pericolo: H302 (Nocivo se ingerito), H315 (Provoca irritazione cutanea), H319 (Provoca grave irritazione oculare), H335 (Può irritare le vie respiratorie).
Requisiti di trasporto:
Numero delle Nazioni Unite: UN3077 (Sostanze pericolose per l'ambiente, solide, nessuna ulteriore elaborazione)
Classe di imballaggio: III
Inquinante marino: Sì (classe Y)
Riepilogo e raccomandazioni
Acido 1-dibenzofuranilboronicomostra una buona stabilità chimica, ma è necessario un controllo rigoroso delle condizioni di conservazione (bassa temperatura, assenza di luce e sigillatura). In termini di sicurezza, la sua bassa tossicità acuta riduce il rischio di esposizione a breve-termine, ma è comunque necessario seguire le norme operative per prevenire irritazioni alla pelle, agli occhi o alle vie respiratorie. I rischi ambientali dovrebbero essere ridotti attraverso uno smaltimento conforme. Si raccomanda agli utenti di leggere integralmente la scheda dati di sicurezza (SDS) prima dell'uso e di formare regolarmente il personale di laboratorio per migliorare la consapevolezza della sicurezza.
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